苔類ゼニゴケの油体をモデルとしたオルガネラ壁構築機構

本課題では、苔類ゼニゴケの油体をモデルとし、分泌経路の再配向により形成されるオルガネラ・細胞構造の特徴およびその形成に関わる分子機構の解明を目指している。油体は、その内腔に細胞毒性の高い特化代謝産物を蓄積する苔類に特有のオルガネラであり、ゼニゴケでは分泌経路の再配向により形成され、凸凹の表面構造を持つ。分泌経路の転用により獲得された系統独自のオルガネラの力学的強度が、オルガネラ内腔に面した細胞壁様構造により付与されているとの着想のもと、これをオルガネラ壁、特に油体内腔に形成されるものを油体壁と命名し、その実体および構築機構、生理的意義の解明を進めている。変異体スクリーニングにより、得られた油体形成異常変異体の原因遺伝子および機能解析、免疫抗体染色による油体壁構成成分の検出および同定を行うとともに、単離油体を用いた生化学的な成分分析も実施する。油体壁の合成酵素および分解酵素の過剰発現・機能欠損を作出し、油体内腔の化合物蓄積量および漏出量と油体壁頑健性を測定することで、油体壁の生理学的意義の解明を目指す。2022年度は、本研究課題の着想に至ったMpSEC28に関する解析を進めた。油体の発生異常を指標とした変異体スクリーニングを実施し、油体が球形になる変異体の原因遺伝子としてMpSEC28を同定した。MpSEC28はゴルジ体から小胞体への逆行輸送を担うCOPI被覆複合体のサブユニットであり、他のCOPIサブユニットのノックダウン変異体においても同様の表現型が見られたことから、COPIが介在する分泌経路およびゴルジ体機能が正常な油体発生に重要であることが明らかになった。ここまでの成果について、国際誌に投稿・発表した。

本課題では、苔類ゼニゴケの油体をモデルとし、分泌経路の再配向により形成されるオルガネラ・細胞構造の特徴およびその形成に関わる分子機構の解明を目指している。油体は、その内腔に細胞毒性の高い特化代謝産物を蓄積する苔類に特有のオルガネラであり、ゼニゴケでは分泌経路の再配向により形成され、凸凹の表面構造を持つ。分泌経路の転用により獲得された系統独自のオルガネラの力学的強度が、オルガネラ内腔に面した細胞壁様構造により付与されているとの着想のもと、これをオルガネラ壁、特に油体内腔に形成されるものを油体壁と命名し、その実体および構築機構、生理的意義の解明を進めている。変異体スクリーニングにより、得られた油体形成異常変異体の原因遺伝子および機能解析、免疫抗体染色による油体壁構成成分の検出および同定を行うとともに、単離油体を用いた生化学的な成分分析も実施する。油体壁の合成酵素および分解酵素の過剰発現・機能欠損を作出し、油体内腔の化合物蓄積量および漏出量と油体壁頑健性を測定することで、油体壁の生理学的意義の解明を目指す。2022年度は、本研究課題の着想に至ったMpSEC28に関する解析を進めた。油体の発生異常を指標とした変異体スクリーニングを実施し、油体が球形になる変異体の原因遺伝子としてMpSEC28を同定した。MpSEC28はゴルジ体から小胞体への逆行輸送を担うCOPI被覆複合体のサブユニットであり、他のCOPIサブユニットのノックダウン変異体においても同様の表現型が見られたことから、COPIが介在する分泌経路およびゴルジ体機能が正常な油体発生に重要であることが明らかになった。ここまでの成果について、国際誌に投稿・発表した。